2024/12/21 更新

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オオバ　イチロウ
大場　一郎
所属
理工学術院
職名
名誉教授
学位
理学博士(早稲田大学) ( 早稲田大学 )
理学博士 ( 早稲田大学 )
ホームページ
http://www.phys.waseda.ac.jp/hep/index-j.html

経歴

  • 1977年
    -
    　

    - 早稲田大学理工学部物理学科教授

  • 1977年
    -
    　

    - Professor, Dept. of Phys., Waseda University

  • 1972年
    -
    1977年

    早稲田大学理工学部物理学科助教授

  • 1972年
    -
    1977年

    Associate Professor, Dept. of Phys., Waseda University

  • 1970年
    -
    1972年

    早稲田大学理工学部物理学科専任講師

  • 1970年
    -
    1972年

    Lecturer, Dept. of Phys., Waseda University

  • 1967年
    -
    1970年

    早稲田大学理工学部物理学科助手

  • 1967年
    -
    1970年

    Assistant, Dept. of Phys., Waseda University

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学歴

  • 　
    -
    1968年

    早稲田大学   理工学研究科   物理学及応用物理学  

  • 　
    -
    1968年

    早稲田大学  

  • 　
    -
    1963年

    早稲田大学   理工学部   応用物理学科  

  • 　
    -
    1963年

    早稲田大学  

所属学協会

  • 　
    　
    　

    アメリカ物理学会

  • 　
    　
    　

    日本物理学会

  • 　
    　
    　

    The American Physical Society

  • 　
    　
    　

    The Physical Society of Japan

研究分野

  • 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理に関する理論

研究キーワード

  • 素粒子論及び量子力学基礎論

  • Elementary Particle Physics and Foundation of Quantum Theory

  • Nuclear Physics & Cosmic Ray Physics

  • Elementary Particles Physics

 

書籍等出版物

  • ペレス 量子論の概念と手法---先端研究へのアプローチ

    丸善  2001年

  • 散乱の量子力学

    岩波書店  1997年

  • Quantum Physics, Chaos Theory and Cosmology

    American Institute of Physics  1996年

  • 相対論のための数学

    共立出版  1995年

  • Stochastic Quantization

    Springer-Verlag  1992年

  • 小林-益川理論,「物理学最前線16」

    共立出版  1986年

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Works(作品等)

  • 日伊エグゼクティブプログラム「量子情報と量子計算」

    2003年
    -
    　

  • Quantum Information and Computation

    2003年
    -
    　

  • 確率過程量子化法及び関連する数学的諸問題

    1993年
    -
    1996年

  • Stochastic Quantization Method and Its Related Mathematical Problems

    1993年
    -
    1996年

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • Kane型核スピン量子コンピュータの理論的分析

  • 理論高エネルギー物理学

  • ナノチップからの電界放出に関する理論的解析

  • 開いた系の量子化と古典-量子対応

  • 確率過程量子化及び関連する諸問題

  • Theoretical analysis of Kane type nuclear spin quantum computor

  • Theoretical Analysis for Field-Emission from Nano-Tip

  • Quantization of Open Systems and Crossover from Classical to Quantum Behavior

  • Stochastic Quantization and Its Related Problems

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Misc

  • Potential errors in a scheme of universal quantum gates in Kane's model

    Yukihiro Ota, Shuji Mikami, Ichiro Ohba

    Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics   73 ( 3 ) 032321  2006年

    　概要を見る

    We reinvestigate a plausible proposal for universal quantum gates in Kane's model, in which the authors assumed that electron spin is always downward under a background magnetic field and the value of the controlling parameters is varied instantaneously. We demonstrate that a considerable error appears, for example, in the X rotation. As a result, the controlled operations do not work. This failure is caused by improper choice of the computational bases
    actually, the electron spin is not always downward over time during quantum operations. © 2006 The American Physical Society.

    DOI

  • Crossover from classical to quantum behavior of the Duffing oscillator through a pseudo-Lyapunov-exponent

    Yukihiro Ota, Ichiro Ohba

    Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics   71 ( 1 ) 015201  2005年01月

    　概要を見る

    We discuss the quantum-classical correspondence (QCC) in a specific dissipative chaotic system, the Duffing oscillator. The quantum version of the Duffing oscillator is treated as an open quantum system and analyzed numerically by the use of quantum state diffusion (QSD). We consider a pseudo-Lyapunov exponent and investigate it in detail, varying the Planck constant effectively. We show that there exists a critical stage in which the crossover from classical to quantum behavior occurs. Furthermore, we find that a dissipation effect suppresses the occurrence of chaos in the quantum region, while it, combined with the periodic external force, plays a crucial role in the chaotic behavior of the classical system. © 2005 The American Physical Society.

    DOI

  • Quantum Gates Based on Adiabatic Controlling Processes in a Silicon-Based Nuclear Spin Quantum Computer

    Y. Ota, S. Mikami, I. Ohba

    Bussei-Kenkyu   84 ( 3 ) 533 - 536  2005年

  • Quantization of Open Systems and the Quantum-Classical Transition

    I. Ohba, Y. Ota

    Bussei-Kenkyu   84 ( 3 ) 429 - 432  2005年

  • Derivation of the photon wave equation in a medium via a Poisson process

    T Kudo, Ohba, I

    PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS   112 ( 5 ) 763 - 772  2004年11月

    　概要を見る

    We construct a general photon wave equation in a nondispersive and homogeneous medium. Then, we demonstrate the relation between the photon wave equation and a Poisson process. Through this formalism, the passage time of photons in the medium can be defined. Furthermore, we derive a photon wave equation in a dispersive medium from the general formalism of the Poisson process by introducing a time shift generator.

    DOI CiNii

  • Crossover from Classical to Quantum Behaviour in Duffing Oscillator through Pseudo-Lyapunov Exponent

    Journal of Optics   51   1099  2004年

  • Quantization of Open System Based on Quantum State Diffusion II

    I. Ohba, Y. Ota

    Bussei-Kenkyu   82 ( 5 ) 678 - 681  2004年

  • Tunneling Time Distribution by Means of Nelson's Quantum Mechanics and Wave-Particle Duality

    Physical Review A   67   052105-110  2003年

  • Proc. of Waseda International Symposium on Fundamental Physics: New Perspectives in Quantum Physics

    Journal of Physical Society of Japan   72 Suppl. C  2003年

  • Crossover from Classical to Quantum Behavior in Duffing Oscillator through 'Pseudo-Lyapunov Exponent'

    Journal of Physical Society of Japan   72 Suppl. C  2003年

  • Modified Fowler-Nordheim field emission formulae from a nonplanar emitter model

    Kazuya Yuasa, Ayumi Shimoi, Ichiro Ohba, Chuhei Oshima

    Surface Science   520 ( 1-2 ) 18 - 28  2002年11月

    　概要を見る

    Field emission formulae, current-voltage characteristics and energy distribution of emitted electrons, are derived analytically for a nonplanar (hyperboloidal) metallic emitter model. The traditional Fowler-Nordheim (F-N) formulae, which are derived from a planar emitter model, are modified, and the assumption of the planar emitter in the F-N model is reconsidered. Our analytical calculation also reveals the backgrounds of the previous numerical discussion by He et al. on the effect of the geometry of emitter on field emission. The new formulae contain a parameter which characterizes the sharpness of the hyperboloidal emitter, and experimental data of field emissions from clean tungsten emitters and nanotip emitters are analyzed by making use of this feature. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI CiNii

  • Tunneling Time Distribution by Means of Nelson's Quantum Mechanics and Wave-Particle Duality

    Pramana-Journal of Physics   59  2002年

  • The Crossover from Classical to Quantum Behavior in Duffing Oscillator Based on Quantum State Diffusion

    Pramana-Journal of Physics   59  2002年

  • Some Stochastic Aspects of Quantization

    Pramana-Journal of Physics   59   398 - 404  2002年

  • Derivation of Relativistic Wave Equation from the Poisson Process

    Pramana-Journal of Physics   59  2002年

  • A derivation of the Dirac equation in an external field based on the Poisson process

    T Kudo, Ohba, I, H Nitta

    PHYSICS LETTERS A   286 ( 4 ) 227 - 230  2001年07月

    　概要を見る

    The Dirac equation has been derived from the master equation of Poisson process by analytic continuation. We extend it to the case where a particle moves in an external field. Furthermore, we show that the generalized master equation is intimately connected with three-dimensional Dirac equation in an external field. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI

  • Proposal for the experimental determination of the Buttiker-Landauer traversal time based on the visivility of transmission current

    Proc. of International Conference on Time's Arrows, Quantum Measurement and Superluminal Behavior     157 - 171  2001年

  • Lindblad型マスター方程式を用いた確率共鳴現象の解析II

    日本物理学会2000年春の分科会    2000年

  • Estimation of the Buttiker-Landauer traversal time based on the visibility of transmission current

    Phys. Rev. A   62;3  2000年

  • 透過波visibilityを用いたトンネル時間の評価---WKB方による一般化

    日本物理学会第55回年会    2000年

  • Poisson仮定に基づく外場中のDirac方程式の導出

    日本物理学会第55回年会    2000年

  • Proposal

    International Conference on Time's arrows, quantum measurement and superluminal behaviour, Napoli    2000年

  • 特集「ファインマンの独創性」

    グラクソ・ウェルカムニュース   No.35  1999年

  • 「20世紀の物理学」 20世紀後半の素粒子物理学

    丸善出版    1999年

  • 時間振動型ポテンシャルにおけるトンネル時間

    物理学会第54回年会    1999年

  • 三剛体柱カオスにおける量子軌跡と領域滞在時間

    物理学会第54回年会    1999年

  • “古典的”と“量子的（トンネル的）”遷移チャンネルを持つ系における確率共鳴

    物理学会第54回年会    1999年

  • Lindblad型マスター方程式における熱平衡状態

    物理学会第54回年会    1999年

  • 非断熱的MSW機構による太陽ニュートリノフラックスの評価

    物理学会秋の分科会    1999年

  • Lindblad型マスター方程式ヲ用いた確率共鳴現象の解析

    物理学会秋の分科会    1999年

  • A novel method to quantize systems of damped motion and its application to Nelson's quantum mechanics

    Symmetries in Science X, Plenum Press   pp. 325-336  1998年

  • Memorial Issues for Mikio Namiki on His Seventeith Birthday

    Foundations of Physics   Vol. 28. No. 1  1998年

  • 三剛体柱カオスにおける量子軌跡と領域滞在時間II

    日本物理学会   第53回年会  1998年

  • 時間振動型ポテンシャルにおけるNelson流とB-L流，Takagi流トンネル時間の比較

    日本物理学会   第53回年会  1998年

  • Nelsonの量子力学による同種粒子による統計性と量子軌跡

    日本物理学会   第53回年会  1998年

  • スピンーボソン系における確率共鳴現象について

    日本物理学会   1998年秋の分科会  1998年

  • Tunneling time based on the quantum diffusion procss approach in multi-channel and optical potential cases

    PRAMANA---journal of physics, 51(1998), 603-614   51;5, pp. 603-614  1998年

  • 確率過程量子力学によるトンネル時間の解析

    早稲田大学情報科学教育センター紀要   21(1997),41-50,  1997年

  • Tunneling time and Nelson's quantum mechanics

    Research Institute for Mathematical Sciences   982(1997),30-40,  1997年

  • 科学者人名事典

    丸善    1997年

  • 散乱の量子力学

    岩波書店    1997年

  • A novel method to quantize systems of damped motion and its application to Nelson's quantum mechanics

    Symmetries in Science X, Bregenz, Austria    1997年

    DOI

  • Effects of inelastic scattering on tunneling times based on the generalized diffusion process approach

    Physcal Review A   Vol. 56, No. 2  1997年

    DOI

  • Memorial Issues for Mikio Namiki on His Seventeith Birthday

    Foundations of Physics   Vol. 27. No. 11  1997年

  • Memorial Issues for Mikio Namiki on His Seventeith Birthday

    Foundations of Physics   Vol. 27. No. 12  1997年

  • A novel method to quantize systems of damped motion

    Foundations of Physics   Vol. 27. No. 12  1997年

    DOI

  • Seesaw-type quark mass matrix and neutron electric dipole moment

    Mod. Phys. Lett./World Sciences   A11(1996),1835-1842,  1996年

    DOI

  • Quantum Physics, Chaos Theory

    American Institute of Physics    1996年

  • Estimation of tunneling time based on the quantum diffusion process approach and neutron scattering

    J. Phys. Soc. Jpn./Phys. Soc. Jpn.   65(1996) Suppl.A,41-44,  1996年

  • トンネル現象の物理

    数理科学/サイエンス社   392  1996年

  • Estimation of Tunneling Time Based on Quantum Diffusion Process Approarch and Neutron Scattering

    Proccedings of Neutron Optics Kumatori '96    1996年

  • Nelsonの量子力学によるトンネル時間の考察-非弾性散乱の影響

    日本物理学会    1996年

  • 量子論における右と左の問題

    日本学術会議、第7回計測連合シンポジウム    1996年

  • Tunneling time based on the quantum diffusion process approach in multi-channel and optical potential cases

    Workshop on Foundations of Quantum Theory，A Golden Jubilee Event of TIFR,Mumbai(Bombay)    1996年

  • The“group velocity”of the evanescent mode

    Workshop on Foundations of Quantum Theory，A Golden Jubilee Event of TIFR,Mumbai(Bombay)    1996年

  • 非線形Schrödinger方程式とNelson流確率過程

    日本物理学会    1996年

  • 量子力学のパラドックス

    日経サイエンス    1995年

  • 相対論に必要な数学

    共立出版    1995年

  • 角運動量と回転

    数理科学/サイエンス社   383  1995年

  • Tunneling time based on the quantum diffusion process approach

    Phys. Letters/Elsevier Science B.V.   A 204  1995年

    DOI

  • Tunneling Time Based on the Quantum Diffusion Process Approach

    Proccedings    1995年

    DOI

  • 物理学と空間

    数学セミナー/日本評論社   34;11  1995年

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特定課題制度（学内資金）

  • ナノテクノロジー・量子工学における基礎的問題

    2007年  

    　概要を見る

    本研究では（1）量子化の基礎的問題と（2）量子絡み合い，についての研究を行った。（1）Nelsonは質量ｍの粒子が拡散係数h/(2πm)，摩擦なしでBrown運動していると仮設して量子的粒子を“古典的”に記述することに成功した．これは1体問題に限定されているが，ここでは相互作用している多体系に一般化することを試みた．一つ一つの粒子が異なる拡散係数でBrown運動をしているとする確率過程を仮定し，新たに“current momentum”と“osmotic momentum”を導入する．その結果，一連のIto-Nelsonの確率微分方程式から相互作用ポテンシャル下の多体シュレーディンガー方程式が導出できることを示した．そこではcurrent momentumとosmotic momentumの一次結合が多体シュレーディンガー振幅の対数微分によって与えられ，さらにそれは量子ハミルトン-ヤコビ理論の演算子型生成母関数と同一である．この枠組みでは多体シュレーディンガー振幅を介して同種粒子のスピン－統計性が論じられ，Youngの二重スリット実験の２粒子相関のシミュレーションを実行し，非自明な相関のあることを示した．（2）量子力学が古典力学と際立って違っているのは，量子状態の重ね合せにエンタングルメント(絡み合い)があることであり，発展が目覚しい量子工学に利用されている．ここでは液体状核磁気共鳴（MNR）量子コンピュータのエンタングルメント生成について調べた．MNR量子コンピュータで演算は系の熱平衡状態から出発する．その系に量子演算を施して，エンタングルメント状態を用意する．ここではハミルトニアンに実用上必須の化学シフトを持たせ，エンタングルメント生成変換にはベル変換であるCH変換とCH-fanout変換を採用，変換された密度行列の固有値問題を厳密に解いた．エンタングルメント評価法としてPeres-Horodeckiによる部分転置法を用い，エンタングルメント生成可能領域を正確に評価した．さらにDC法の内包するループホールを解析し，DC法の改良を図った．　　　

  • 「量子状態拡散」概念に基づく開いた系のローカリゼーション

    2001年  

    　概要を見る

    量子状態拡散概念に基づくDuffing振動子系の量子化と古典-量子のcrossover　従来から開いた系の量子化にはCaldeira-LeggettのFeynmann経路積分による方法，Lindblad型マスター方程式による方法が知られているが，いずれも量子事象の統計集団に対する密度行列など分布関数の時間発展を記述している．ここでは量子状態拡散(Quantum State Diffusion, QSD)，すなわち，ヒルベルト空間における'random path'の時間発展を記述するIto方程式である確率的シュレーディンガー方程式に基礎を置く．これはいわば，Lindblad型マスター方程式をunravelしたものであり，この方程式で物理系をシミュレートすることにより，実験に際しての個々の事例の時間発展を疑似体験できる．散逸あるいは測定過程によって，実際のミクロ系は最終的に位相空間内でローカライズし，ミクロからマクロへ移行しているが，この機構を分析することによって，散乱現象を含む開いた系での量子現象の時間発展を解明する．　本研究ではdouble minimumをもつ4次のポテンシャル中を振動している質点に，周期的に変動する1次の外力ポテンシャルを加えた，Duffing振動子の時間発展を解析した．古典領域において，この系はカオス的に振舞うことが知られており，QSDによって，その量子領域における振る舞いを調べることは，量子カオス研究のみならず，散逸系の量子化という観点からも興味深い．　この枠組では粒子的描象が取りやすいことから，プランク定数と系の特徴的な作用との比をパラメータとして，Lyapunov数類似を求めると，比が小さい領域(古典的)では，その数がはっきりと存在しカオス的に振舞うのに対し，１程度の領域(量子的)では全く存在せず，波動関数が全領域に広がっていること，また比の値には，ある臨界値が存在し，比を変化させていくと，古典的から量子的に振舞う，crossover現象の存在することが示せた．このことは量子カオスのみならず，散逸系の量子化の分野に新しい知見を与えている．

  • 確率過程を基盤とするもう一つの量子力学

    2000年  

    　概要を見る

    　量子力学はミクロな自然現象を間違いなく記述し、20世紀科学技術のあらゆる面での基礎となっており、その有効性に疑問を持つものはいない。しかし、その出現以来70年以上を経過しながら、観測問題等、いまだにその原理的、基礎的諸問題については係争中のものがあり、決着はついていない。伝統的コペンハーゲン解釈を補完する新たな枠組の構築が求められている。本研究では特に伝統的量子力学が記述することの困難なミクロ系に於ける‘時間’を取りあげ、確率過程量子化法の一つであるNelson量子力学の有効性を検証した。　トンネルバリアーを通過するミクロ粒子の軌跡に関係した時間、つまり、‘トンネル時間'に関した統一的な定義はまだ与えられておらず、その定量的実験も実行されていないため、一意的なトンネル時間が存在するか否か明確でない。ここでは時間に依存する１次元矩形ポテンシャル障壁のトンネル問題の解析解を求め、Buttiker-Landauerのtraversal時間がミクロ粒子の透過流に関するvisibilityを測定することによって評価できること、さらに、この定義は矩形型障壁のみならず、ＷＫＢ近似が適用できる任意形の障壁ポテンシャルでも適用できることを示した。　Nelson量子力学は、一見量子的粒子が‘古典的軌道'をとるごとき統計アンサンブルを与え、通常の量子力学に等価である。Nelson量子力学のもつこの性質を利用すれば、この枠組内でトンネル時間が明確に定義でき、WKB近似によって与えられる時間、Nelson量子力学によって与えられる時間、そしてvisibilityによって与えられる時間とをシミュレーションによって評価した。その結果、WKB近似の適用可能な領域（オパークな領域）で３者は極めて良く一致した。Nelson量子力学の与える時間とvisibilityによって与えられる時間とはオパークな場合だけでなく、半透明の場合も良く一致したが、これは両者がWKB近似を越える適用範囲を持っていることを示唆している。

  • Nelsonの量子力学に基づくトンネル時間－散逸による影響の評価

    1998年  

    　概要を見る

    　本研究の主題「トンネル時間の評価」の問題の困難な点の第１は、トンネル現象が古典的禁止領域での純粋な量子効果であって、古典的概念の描像に準拠しながら量子化するという通常の手続きが取れないことである。第２の点は、力学の記述の仕方そのものに起因する問題である。時間変数は力学変数ではなく、ハミルトニアンによって生成される力学量の時間発展を目盛る単なるパラメーターにしか過ぎない。本研究で用いるNelsonの量子力学は従来のコペンハーゲン的解釈を、量子ゆらぎを伴う拡散過程に置き換えた。その確率微分方程式は粒子の一つ一つの軌跡に関する時間発展を与え、その経路のアンサンブルによる物理量の平均値が量子力学的期待値を再現する。このアンサンブルで、実験室で測定されるトンネル時間を評価できる。本研究では、より現実的な状況に対応するために、Nelsonの量子力学によるトンネル時間の評価の枠組みを(1)多チャンネル系に拡張し、(2)散逸系、熱浴と結合する系に拡張することを試みた。　1. Nelsonの量子力学の多チャンネル系への拡張とそのトンネル時間への効果　Nelsonの量子力学の構成をさらに精密化し、Langevin方程式のアルゴリズムを開発、シミュレーションを実行し、量子井戸を透過するトンネル時間への影響等を評価した。　2. Nelsonの量子力学の散逸系、熱浴との結合系への拡張とそのトンネル時間への影響　量子系に対する熱浴の影響はCaldeira-Leggettによる方法で取り入れることを試みた。また、散逸系についてはohmicな現象論的方程式に従う系の量子化を試み、その量子化の基礎を与えた。さらにその有効作用に基づくNelsonの量子力学を構成し、対応するLangevin方程式を定式化した。

  • Nelsonの量子力学に基づくトンネリング時間

    1997年  

    　概要を見る

    トンネル時間という概念は理論的には長い年月にわたって論じられてきたが、いまだに明確な解答が出されているわけではない。それは量子力学で時間が自己共役演算子によって表されるオブザーヴァブルでないことによる。私たちはネルソンの量子力学を使ってトンネル時間を評価する方法を提案している。ネルソンの量子力学が有利なのは、それが実時間確率過程なので、量子過程でありながら、量子事象を時空間における軌道のような“擬古典的概念”で記述できることである。古典的に禁止領域であるトンネル領域でも、その“軌道”は存在する。従ってこの枠組みを用いれば、実時間確率過程で生成したサンプルパスの集合から、トンネル時間は明確に定義できる。　今までは初歩的段階として簡単なポテンシャル中にある1個の粒子のトンネル現象を解析してきた。しかしながら、実際の場合はより複雑であり、ネルソンの量子力学をそれに合うように一般化しなければならない。ここでは散乱過程で、一つのチャンネルから別のチャンネルに遷移したり、吸収されたりする場合を含むように拡張した。　通常の量子力学で他チャンネルへの遷移や吸収は、それぞれチャンネルカップリングや光学ポテンシャルを持つSchrÖ　dinger方程式を使って記述できる。今までネルソンの量子力学は1個の実ポテンシャルの下での1個の粒子に関するSchrÖ　dinger方程式と等価であることは示されていた。私たちは上記の一般的な場合に拡張するために、Nelsonの枠組みに新たに“quantum jumping process”を付け加えることにより、それを可能にした。研究成果の発表：1997.7.15A novel method to quantize systems of damped motion and it's application to Nelson's quantum mechanics, Proceedings of Symmetries in Science X, Bregenz, Austria.1997.8Effects of inelastic scattering on tunneling times based on the generalized diffusion process approach, Physical Review A, Vol. 56, No. 2(1997), 1142--1153.1997.12A Novel Method to Quantize Systems of Damped Motion, Foundations of Physics, Vol. 27, No. 12(1997), 1725--1738.1997.11,12 and 1998.1Memorial issues for Mikio Namiki on His Seventeith Birthday(Editors), Foundations of Physics, Vol. 27, Nos. 11 and 12(1997); Vol. 28, No. 1(1998).1997.6.10散乱の量子力学 、岩波書店